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重要裏程碑!西工大翼身融合大型客機縮比試驗機試飛成功

發布時間:2023-02-02 15:26:00來源: 中國青年報客戶端

  通訊員 薛楊 中青報·中青網記者 孫海華

  “看!飛過來了,這個(ge) 飛機太漂亮了!”日前,在陝西靖邊通用機場(西北工業(ye) 大學無人機試驗測試中心),一架外形新穎的飛機從(cong) 跑道上起飛,自由地飛行在蔚藍的天空中,格外引人注目。

  這是西北工業(ye) 大學(以下簡稱“西工大”)研製的翼身融合大型客機的縮比試驗機試飛場景。作為(wei) 係列關(guan) 鍵設計技術飛行驗證的摸底試飛試驗,此次試驗進行了試驗機的起降、通場、規劃航線自主飛行等科目測試,圓滿完成了預期飛行計劃。

  飛行試驗由西工大牽頭的國內(nei) 翼身融合民機技術研究團隊組織實施,是翼身融合民機技術研究從(cong) 概念研究到技術驗證的關(guan) 鍵一步,是翼身融合民機技術研究的重要裏程碑節點。

  未來民機的發展方向

  翼身融合民機外形擁有寬扁的機身,極具流線感,機身和機翼之間過渡光滑,沒有明顯界限,機艙位於(yu) 微微鼓起的機身下方。這種機翼、機身融為(wei) 一體(ti) 的飛機,被稱為(wei) 翼身融合飛機,是未來民機的發展方向。

  西工大民航學院張永傑教授介紹:在全球空運需求持續增加、氣候變暖和國際能源危機的多重背景下,發展更為(wei) “經濟、環保、舒適、安全”的綠色航空成為(wei) 國際民航領域的共識。

  目前,國際通用的傳(chuan) 統民航飛機是由一個(ge) 類似於(yu) 圓柱型的機身和機翼、尾翼、發動機構成的。這種機翼和機身有著明顯界限的傳(chuan) 統布局經過數十年的發展,其空氣動力效率已幾近極限,飛機的油耗、噪聲、有害氣體(ti) 排放等環保指標無法進一步降低。

  為(wei) 了推動民機技術變革,經過多年探索,國際航空界發現這種機翼、機身高度融合的翼身融合民機具有氣動效率高、結構重量輕、裝載空間大、節能、環保等優(you) 點,是滿足未來民機發展要求的革命性技術之一,是國際上下一代寬體(ti) 客機發展的優(you) 先方向。

  作為(wei) 未來民機發展方向,歐美等國在翼身融合民機領域製定了長期係統的發展規劃,並進入工程預發展階段。

  上世紀90年代末以來,西工大牽頭的國內(nei) 翼身融合民機研究團隊匯集了國內(nei) 航空院所、相關(guan) 高校的優(you) 勢力量,是國內(nei) 最早、國際上深入該領域研究的團隊之一,經過多年的技術攻關(guan) ,團隊取得了一係列國際領先的研究成果。

  攻克關(guan) 鍵核心技術

  “概念方案牽引關(guan) 鍵技術研究,關(guan) 鍵技術研究支撐方案演化成熟,這是我們(men) 團隊在進行翼身融合民機技術研究時確立的發展路線。”翼身融合民機技術研究團隊原負責人、西工大航空學院張彬乾教授說。

  多年來,國際航空界在翼身融合民機關(guan) 鍵技術研究過程中遇到了一些技術瓶頸,如低速性能差、縱向控製難、安全性和舒適性差等問題。

  團隊持續關(guan) 注跟蹤國際技術動態,瞄準國外技術瓶頸,尋求突破,自主創新,探索新的技術途徑,在國際上率先提出“後體(ti) 加長翼身融合布局”新概念,並圍繞高速飛行與(yu) 低速起降性能協調、客艙乘坐舒適性與(yu) 應急疏散兼容、增升與(yu) 配平能力匹配3個(ge) 核心技術難題攻堅克難、獲得突破,形成了綜合性能國際領先的NPU-BWB-300翼身融合民機技術概念方案。

  經過係列大型風洞試驗、數值仿真與(yu) 縮比飛行等關(guan) 鍵技術驗證,團隊攻克並掌握了總體(ti) 、氣動、飛機——發動機匹配、飛行控製等一批係列關(guan) 鍵設計技術,並在飛機係列化發展、中央機體(ti) 特殊結構、噪聲抑製等技術方麵取得了重要進展。

  團隊形成的翼身融合民機概念方案采用了單排16座設計,為(wei) 乘客提供了寬敞舒適的乘坐環境。團隊負責人李棟教授介紹:“相較於(yu) 目前國外一排24——30座的設計,我們(men) 設計的翼身融合民機在轉彎飛行時,坐在外側(ce) 的乘客受到的過載感受更小,乘坐體(ti) 驗更加舒適。”同時,機身兩(liang) 側(ce) 均勻布置了8個(ge) 艙門,很好地滿足了90秒黃金逃生標準要求。

  據了解,從(cong) 翼身融合布局民機概念的提出,到核心技術的攻關(guan) ,再到關(guan) 鍵技術突破,以西工大為(wei) 核心的研究團隊,十幾年來堅持自主創新的發展理念,腳踏實地、嚴(yan) 謹務實、追求卓越。經過長期研究,團隊設計的翼身融合民機概念方案的綜合性能已處於(yu) 國際領先水平,達到或接近NASA“新二代”寬體(ti) 客機發展目標。

  聚焦新領域,勇攀新高峰

  當前,在雙碳目標背景下,節能減排也成為(wei) 我國航空運輸業(ye) 發展的重中之重。如何減少飛機的碳排放,甚至做到零排放也是團隊在翼身融合民機技術研究中始終追求的目標。

  “為(wei) 適應綠色航空發展要求,國際航空界已開始研製能夠滿足綠色航空要求的清潔能源飛機,可持續再生航空燃料、電能、氫能等清潔燃料已成為(wei) 航空燃料的發展方向。”張永傑教授說。目前,團隊已經在新能源翼身融合民機技術方麵展開研究,已完成了氫能翼身融合民機概念方案初步設計。

  下一步,團隊將進一步驗證完善翼身融合民機總體(ti) 綜合設計技術,攻克結構、降噪等關(guan) 鍵技術,並聚焦新能源飛機技術發展方向,攻克背撐式/背負式/分布式發動機布局設計技術,為(wei) 電能/氫能動力翼身融合民機發展提供技術儲(chu) 備。

  “習(xi) 近平總書(shu) 記在黨(dang) 的二十大報告指出:‘以國家戰略需求為(wei) 導向,集聚力量進行原創性引領性科技攻關(guan) ,堅決(jue) 打贏關(guan) 鍵核心技術攻堅戰。’我們(men) 還有很長的路要走,國家急需解決(jue) 的問題也就是我們(men) 研究工作的方向。我們(men) 要繼續堅持自主創新、持續攻關(guan) ,踏實做事,掌握關(guan) 鍵技術,推動我們(men) 國家國產(chan) 大飛機事業(ye) 發展是我們(men) 應有的責任與(yu) 擔當。”李棟教授說。

(責編:常邦麗)

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